태양 알갱이에서 펄싱하는 반 알렌 벨트. 이미지 크레디트 : NASA / Tom Bridgman. 클릭하면 확대
NASA 주도 팀의 새로운 연구에 따르면 지구를 둘러싼 방사선 벨트의“안전 구역”은 태양 활동이 최고조에 달할 때 고도와 위도가 더 높아진다. 안전 지대는 방사선 벨트 지역을 비행해야하는 모든 잠재적 우주선에 대해 방사선 강도를 줄입니다.
“이 새로운 연구는 방사선 벨트의 일부분이 사라지는 방법을 이해하는 데 더 가까이 다가갑니다.”라고 Fung 박사는 그린벨트에있는 NASA Goddard 우주 비행 센터의 Shing Fung 박사는 말했다. 지구 물리학 연구서 한의 선 버전 2 월 22 일.
연구팀은 1978 년부터 1999 년까지 미국 해양 대기 관리국 (National Oceanic and Atmospheric Administration)의 극 궤도 기상 우주선 시리즈에서 "Van Allen 방사선 벨트"를 구성하는 고속 입자 (전자) 측정 결과를 기반으로했다. 그들의 극 궤도는 특정 위도 범위에서 더 적은 방사 벨트 입자를 감지하여 우주선의 안전한 구역 통과를 나타냅니다. 연구원들은 태양 최소라고하는 상대적으로 낮은 태양 활동 기간 동안의 데이터를 태양 최대라고하는 피크 태양 활동 기간의 데이터와 비교했습니다. 그들은 태양이 최대 일 때 안전 지대 위치가 더 높은 위도, 따라서 고도로 이동하는 것을 발견했습니다.
방사선 벨트가 보이면 지구 주위의 한 쌍의 도넛과 유사 할 것입니다. 하나는 다른 하나는 다른 하나는 지구와 가장 안쪽 도넛의“구멍”에 있습니다. "슬롯 영역"이라고하는 안전 영역은 내부 도넛과 외부 도넛 사이의 간격으로 나타납니다. 벨트는 실제로 지구 자기장에 갇혀있는 고속 전기적으로 대전 된 입자 (전자 및 원자핵)로 구성됩니다.
지구의 자기장은 남극 지역에서 우주로 그리고 다시 북극 지역으로 나오는 자력선으로 나타낼 수 있습니다. 방사선 벨트 입자는 하전되기 때문에 그 운동은 자기력선에 의해 유도됩니다. 갇힌 입자는 필드 라인 주위를 나선형으로 유지하면서 극 사이에서 튀어 오릅니다.
이 지역에는 VLF (Very Low Frequency) 전파 및 배경 가스 (플라즈마)도 갇혀 있습니다. 광선을 구부릴 수있는 프리즘과 마찬가지로 플라즈마는 VLF 파 전파 경로를 구부려 파도가 지구 자기장을 따라 흐를 수 있습니다. VLF 파는 방사 벨트 입자와 상호 작용하여 약간의 에너지를 제거하고 방향을 변경하여 안전 지대를 깨끗하게합니다. 이렇게하면 입자가 반사되는 극 영역 위의 위치가 낮아집니다 (미러 포인트라고 함). 결국, 거울 점은 지구 대기에있을 정도로 낮아집니다. 이런 일이 발생하면 포획 된 입자가 대기 입자와 충돌하여 사라집니다.
연구팀에 따르면 안전 구역은 VLF 파가 입자를 걷어차기에 유리한 조건에서 생성된다. 그들의 연구는이 지역의 위치가 태양 활동주기에 따라 변할 수 있다는 최초의 지표이다. 태양은 11 년의 활동주기를 거슬러 올라갑니다. 태양 최대치 동안 증가 된 태양 자외선 (UV) 복사는 지구의 상부 대기 인 전리층을 가열하여 팽창합니다. 이것은 지구 자기장에 갇힌 플라즈마의 밀도를 증가시킵니다.
VLF 파-입자 상호 작용에 유리한 조건은 플라즈마 밀도 및 자기장 강도의 특정 조합에 의존한다. 플라즈마 밀도는 일반적으로 고도에 따라 감소하지만, 태양 최대치 동안의 전리층의 팽창은 플라즈마를 안전 지대의 태양 최소 고도에서 밀도를 높이고, 안전 지대에 유리한 플라즈마 밀도를 더 높은 고도로 이동시킵니다. 또한, 자기장 강도는 고도에 따라 감소합니다. 더 높은 고도에서 안전 지대에 대해 유리한 자기장 강도를 찾으려면 자기장 라인이 더 집중되어 강한 극 (높은 위도)으로 이동해야합니다.
Fung은“이 발견은 안전 지대를 만드는 1 차 파동 상호 작용 영역에 대한 검색 범위를 좁히는 데 도움이됩니다. "현재 알려진 우주선이 안전 지대를 광범위하게 사용하고 있지는 않지만, 우리의 지식은이 지대를 활용하려는 미래의 임무를 계획하고 운영하는 데 도움이 될 수 있습니다."
연구진에 따르면,이 연구 결과는 팀이 자기 권리 상태 쿼리 시스템이라고하는 새로운 데이터 선택 및 검색 도구를 통해 가능 해졌다. 이 연구는 NASA와 국립 연구위원회의 지원을 받았다. 이 팀에는 Fung, Xi Shao 박사 (워싱턴 국립 연구소) 및 Lun C. Tan 박사 (QSS Group, Inc., Lanham, MD)가 포함됩니다.
원본 출처 : NASA 뉴스 릴리스
